無論是手機還是超高畫質電視螢幕，高動態範圍影象（HDR）攝像頭不再侷限於提供流行的視覺效果。越來越多的高效能攝像頭支援高階駕駛輔助系統（ADAS）和自動駕駛車輛（AV）應用。以Waymo為例，其第五代自動駕駛汽車上至少裝有29個攝像頭，另外還有5個鐳射雷達和6個雷達。
未來的自動駕駛汽車將需要支援3到40 GBit/s（約1.4到19 TB/h）的總頻寬，其中攝像頭生成的資料最多。
圖1：在ADAS和AV感測器中，攝像頭每秒產生的資料量最大。資料來源：Lucid Motors
車載網路-分域架構
這些不同型別的感測器在底板中使用不同的資料速率，汽車工程師面臨的挑戰之一是如何透過分域架構降低車內網路的複雜性。
圖2：基於域的車內網路架構概念圖
圖2是分割槽架構的簡略展示：不同型別的感測器聚合到不同的分割槽中，汽車乙太網充當各分割槽或域之間的互連。
汽車SerDes作用越發重要
ADAS的攝像頭感測器需要高資料速率和傳輸速度才能按設計執行。開發人員越來越多地轉向序列器/解串器（SerDes）連線，將這些攝像頭連線到車輛的影象處理電子控制單元（ECU），如圖2中的淺橙色互連所示。這種SerDes連線將並行資料轉換為序列資料（反之亦然），從而能夠使用成本較低的電纜和聯結器在裝置之間實現更快的通訊。
目前，SerDes解決方案由各供應商使用封閉的專有標準交付，但這種情況即將改變。業界認識到，透明統一的標準和測試要求將促使晶片供應商、汽車一級供應商和汽車製造商加快開發週期、降低成本並提升與其他商用裝置的互操作性。
行業已在解決SerDes在車輛聯網方面面臨的一些緊迫挑戰，例如驗證：
• 不同媒體相關介面（MDI）電纜和聯結器之間的互操作性
• 傳送器、互連和接收器效能的完整性
• 系統對各種電磁干擾（EMI）的魯棒性
• 從物理層到整個協議棧的網路安全
互操作性是一個真正的問題。收發器是敏感裝置，必須經過仔細測試，以確保能在嚴峻汽車環境中工作，包括高溫、振動、靜電放電和電磁干擾。讓我們看一些收發器測試的例子。
傳送器測試
就傳送器而言，必須確保發射訊號的特性良好。
圖3：有丟包情況的後視ADAS安全攝像頭
圖3是一個帶有水平線的汽車倒車攝像頭檢視示例。這些線路是由傳輸間隙造成的丟包。駕駛員可能仍然能夠看到丟失掉幾個資料包的影象，但如果有小孩突然出現在倒車車輛後面時，傳輸出現黑閃閃爍，這將是災難性的！
有多家供應商參與了這一安全功能的實現：攝像頭製造商、電纜供應商和傳送訊號的開關供應商，以及處理資料的GPU或ECU，還有最終用來停車的制動器。我們可以看出為什麼整體互操作性至關重要。
通道測試
鏈路或通道測試對於確保傳送器和接收器之間的訊號完整性至關重要。鑑於惡劣的汽車環境中使用的電纜長度，檢視阻抗與頻率的關係對於預測通道在車內的效能也是不可忽視的一環。
鏈路部分包括電纜和內聯聯結器，以及兩端的匹配聯結器。最終，線束負責傳輸控制和有效負載資料，以及為遠端感測器提供直流電源。
SerDes鏈路的通道特性包括時域和頻域分析。這需要檢視佈線系統、媒體相關介面（MDI）以及固定裝置和測試設定要求。
圖4：帶有H-MTD和SMA的媒體相關介面（MDI）聯結器示例
實際的MDI聯結器不是標準的，但是有一些嚴格的規範可以輔助確保最小化MDI和電纜之間不必要的相互作用。舉例來說，圖4提供了用於multi-Gig汽車乙太網的H-MTD聯結器示例，也可用於新興的SerDes標準。
在通道測試中，我們需要查詢錯誤，例如：
•阻抗失配
•訊號失真或缺陷
•電纜之間的串擾
接收器測試
接收器負責理解透過鏈路傳送的資料，然後將其傳遞給ECU或顯示裝置進行進一步處理。接收器的誤碼將導致來自攝像頭、雷達和鐳射雷達等安全關鍵感測器的資料丟失或損壞。
名副其實的接收器功能變得越來越困難，特別是當透過暴露於多個同時噪聲源的長通道傳送時。為描述接收器的能力，必須測量存在多個噪聲源時的誤差水平，包括：
•窄帶干擾
•大電流注入
•即時瞬態
•外來電纜束串擾
測量裝置可以包括噪聲源、放大器和耦合電路，這些會將精確級別的噪聲導進有源SerDes鏈路。然後查詢待測器件(DUT)的訊號質量暫存器，以驗證接收器是否能夠在存在噪聲的情況下正確解釋訊號。接收器測試的重點是對接收器施加壓力，以確保其仍能保持誤位元速率。
車內網路測試變得至關重要
根據MarketsandMarkets的資料，全球汽車攝像頭以及整合雷達和攝像頭市場規模預計將從2021年的61億美元增長到2026年的101億美元。
由於需要更多的攝像頭和其他感測器來確保更高的安全性並推動自動駕駛，車內網路測試成為不可忽視的環節，只有確保互操作性以及滿足其關鍵任務功能的效能標準才能更好地推動自動駕駛。
